[发明专利]用于超导发电机的磁屏蔽件

说明书

提出了一种环形旋转电枢。该环形旋转电枢包括：电枢绕组，其具有多个线圈；电枢支承结构；以及磁屏蔽件，其设置于电枢绕组与电枢支承结构之间。磁屏蔽件具有：第一磁屏蔽环；第二磁屏蔽环，其设置成与第一磁屏蔽环同心，并且经由磁屏蔽桥连结部联接到第一磁屏蔽环。气隙形成于第一磁屏蔽环与第二磁屏蔽环之间。磁屏蔽桥连结部设置于气隙内。还提出了包括环形旋转电枢的超导发电机和具有这样的超导发电机的风力涡轮。

技术领域

本说明书的实施例大体上涉及超导发电机，并且特别地涉及针对用于在风力涡轮中使用的超导发电机的磁屏蔽件。

背景技术

常规的超导机器(诸如，常规的超导发电机)典型地包括场绕组和电枢。电枢包括传统的铁磁芯和设置于传统的铁磁芯上的电枢绕组。导电电枢绕组大体上使用常规材料(例如，铜或铝)来形成。然而，场绕组包括支持非常高的电流密度而不会引起任何耗散的超导线。常规的超导发电机(并且更特别地，超导线)在被操作时由于场绕组中的高电流密度而产生非常高的磁场(例如，约为7特斯拉或更大)。因此，具有超导场线圈的电机提供比常规机器明显更大的扭矩密度。在其中使发电机大小和重量最小化很重要的应用中，超导场绕组的使用可为极其有价值的。离岸式风力涡轮是这样的应用，因为，塔架的顶部上的质量对塔架和地基成本造成重大影响。

磁屏蔽件已在传统上用于促使由超导场绕组产生的磁场在其穿过导电电枢绕组时仍然保持在径向方向上。通过促使磁场仍然保持在径向方向上，从而达到场绕组与电枢绕组之间的最大耦合。使该耦合最大化相当于使电机的扭矩密度和效率最大化。为了提供这样的耦合，已知的磁屏蔽件典型地包括层压结构，层压结构放置于导电电枢绕组后面，以便于将导电电枢绕组定位于场绕组与磁屏蔽件之间。

实际上，通过允许磁屏蔽件严重饱和而实现来自磁屏蔽件的所有益处。作为由铁磁材料制成并且具有相当大磁饱和度的层压结构，磁屏蔽件是电枢内的最重的构件。因此，将意识到，使磁屏蔽件的径向厚度最小化对于使磁屏蔽件的重量最小化是期望的。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提出一种用于电机的电枢。该电枢包括：电枢支承结构；磁屏蔽件，其包括第一磁屏蔽环、第二磁屏蔽环以及磁屏蔽桥连结部(link)。电枢绕组包括多个线圈，并且相对于电枢支承结构而被设置。磁屏蔽件在电枢绕组与电枢支承结构之间设置成与电枢支承结构同心。第二磁屏蔽环设置成与第一磁屏蔽环同心。第一磁屏蔽环设置成与第二磁屏蔽环相距一定距离，以在其间限定气隙。磁屏蔽桥连结部设置于气隙中，并且联接到第一磁屏蔽环和第二磁屏蔽环。

根据本公开的另一实施例，提出了一种电机。该电机包括：固定场；超导场绕组，其设置于固定场上；以及电枢，其设置成与固定场同心。电枢包括电枢绕组、电枢支承结构以及磁屏蔽件。电枢绕组包括多个线圈，其中，多个线圈中的每个线圈与相邻的线圈间隔开。电枢绕组设置成与电枢支承结构同心。磁屏蔽件设置成与电枢支承结构同心并且设置于电枢绕组与电枢支承结构之间。磁屏蔽件包括第一磁屏蔽环、第二磁屏蔽环以及气隙。第二磁屏蔽环设置成与第一磁屏蔽环同心并且经由磁屏蔽桥连结部联接到第一磁屏蔽环。气隙形成于第一磁屏蔽环与第二磁屏蔽环之间。磁屏蔽桥连结部设置于气隙内。

根据本公开的又一实施例，提出了一种风力涡轮。该风力涡轮包括：转子，其包括多个叶片；轴，其联接到转子；以及超导发电机，其经由轴联接到转子，并且构造成经由转子操作。超导发电机包括：固定场；超导场绕组，其设置于固定场上；以及电枢，其设置成与固定场同心。电枢包括电枢绕组、电枢支承结构以及磁屏蔽件。电枢绕组包括多个线圈，其中，多个线圈中的每个线圈与相邻的线圈间隔开。电枢绕组设置成与电枢支承结构同心。磁屏蔽件设置于电枢绕组与电枢支承结构之间。磁屏蔽件包括第一磁屏蔽环、第二磁屏蔽环以及气隙。第二磁屏蔽环设置成与第一磁屏蔽环同心，并且经由磁屏蔽桥连结部联接到第一磁屏蔽环。气隙形成于第一磁屏蔽环与第二磁屏蔽环之间。磁屏蔽桥连结部设置于气隙内。

技术方案1. 一种用于电机的电枢，包括：

电枢支承结构；